机器人教育课程设计

智能机器人课程设计

总结报告

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一、课程设计设计目的

了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于实践。 通过学习，具体掌握智能机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。

基本要求：要求设计一个能走迷宫(迷宫为立体迷宫)的机器人。要求设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。要有走迷宫的策略（软件流程图）。对于走迷宫小车控制系统设计主要有几个方面：控制电路设计，传感器选择以及安放位置设计，程序设计

二、总体方案

2.1 机器人的寻路算法选择

将迷宫看成一个m*n的网络，机器人通过传感器反馈的信息感知迷宫的形状，并将各个节点的与周围节点的联通性信息存储于存储器中，再根据已经构建好的地图搜索离开迷宫的路径。这里可选择回溯算法。对每个网格从左到右，每个网格具有4个方向，分别定义。并规定机器人行进过程中不停探测前方是否有障碍物，同时探测时按左侧规则，进入新网格后优先探测当前方向的左侧方向。探测过程中记录每个网格的四个方向上的状态：通路、不通或未知，探测得到不同

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智能机器人课程设计

设计题目：灭火智能机器人的设计和实现z. .

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目录

第1章机器人系统总体方案设计 (3)

1.1 设计目标 (3)

1.2 机器人功能设计及指标要求 (3)

1.3 机器人系统总体结构设计 (4)

第2章机器人系统硬件详细方案设计 (5)

2.1 传感器选型 (5)

2.1.1 超声波测距传感器 (5)

2.1.2 红外避障传感器 (5)

2.1.3 火焰传感器 (5)

2.2 机器人系统硬件连接图 (6)

2.2.1 STM32单片机最小系统 (6)

2.2.2 电源模块 (7)

2.2.3 红外避障传感器 (7)

2.2.4 超声波测距传感器 (8)

2.2.5 火焰传感器 (8)

2.2.6 电机驱动模块 (8)

第3章机器人系统软件详细方案设计 (9)

3.1 主函数 (9)

3.2 超声波测距程序 (10)

3.3 红外避障引脚设置程序 (12)

3.4 电机驱动程序 (12)

3.5 火焰检测程序 (12)

第4章机器人系统开发调试步骤 (13)

4.1 传感器选型和引脚分配 (13)

4.2 传感器独立测试 (13)

4.2.1 超声波测距传感器测试 (13)

4.2.2 红外避障传感器测试 (13)

4.2.3 火焰传感器测试 (13)

4.3 电机独

文档介绍了机器人三原则以及机器人定义,更重要的展示人员机器人对应关系,方便我们直观认识到机器人相关知识。

机器人常识

机器人的定义

机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器

机器人构成 机器人的能量 人需要从吃的食物中吸收能量，而机器人却只吃“电能”。因此，一般的机器人都是使用可充电电池。 机器人的大脑 机器人和人一样需要有大脑来控制机器人的动作。就像电脑中的CPU一机器人三原则

1. 机器人不应伤害人类；

2. 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；

3. 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。

样，在机器人身上也有它自己的CPU，在这里我们称为微控制器。 别看芯片小，它可是在机器人中控制所有动作的关键。它收集周围环境的信息，并根据收集到的环境情况向执行机构发出命令，驱动机器人完成各种功能。 机器人的身体结构 我们要让机器人平稳地行走，还要设计它的身体结构，也就是机械结构。生活中有很多机器都有很巧妙的机械结构，比如脚一踩，自行车轮子就能

转起来；又如飞机正是模仿了鸟的流线形的身体结构，才能以庞大的身躯在天上飞而不掉下

工业机器人技术发展现状

摘要：随着工业机器人的快速发展，其在汽车制造、机械加工、焊接、上下料、磨削抛光、搬运码垛、装配、喷涂等作业中得到越来越多的应用。本文通过分析国内外工业机器人技术和产业现状，了解了近代工业机器人的发展趋势；并以ABB公司为例，通过介绍其第7代新型工业机器人产品——IRB6700系列，对当代工业机器人的发展进行了了解。

关键词：工业机器人、现状、ABB、IRB6700系列

0．前言：

工业机器人是综合了计算机科学技术、机械工程技术、电子工程技术、信息传感器技术、控制理论、机构学、人工智能学、仿生学等多学科而形成的高新技术。在国外工业机器人技术日趋成熟，其已经成为一种标准设备而在工业自动化行业广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的工业机器人公司，工业机器人技术的发展水平也成为一个国家工业自动化水平的重要标志。

1．国内外工业机器人技术与产业现状

1.1国外机器人技术与产业现状

自从20世纪60年代开始，经过近六十年的迅速发展，随着对产品加工精度要求的提高，关键工艺生产环节逐步由工业机器人代替工人操作，再加上各国对工人工作环境的严格要求，高危、有毒等恶劣条件的工作逐渐由机器人进行替代作业，从而增加了对工业机器

本科毕业设计（论文）通过答辩

油管内壁爬行机器人的设计

１

本科毕业设计（论文）通过答辩

前言

随着现代科学技术的发展，管道运输作为一种高效、安全、可靠的手段应用日益广泛，城市中的地下排水系统、取暖系统、煤气系统、自来水系统等都应用了各种管道；另外，在现代工农业、石油、化学、核工业等领域也大量使用了管道。经过长期使用，它们会出现裂纹、腐蚀、堵塞等故障。有的管道中输送的是剧毒或放射性介质，若这些管道产生裂纹、漏孔会造成介质泄漏，引起事故甚至发生灾难。为了防患于未然，必须对这些管道进行定期检测和维修。但是它们有的埋在地下，甚至埋在海底，有的口径很小，人无法进入。挖出管道进行检测、维修既不经济又不现实，由此可见，管道机器人有着广阔的市场。

我国早在1987年就开展了管内机器人的研究，并试制了几种模型，但总体水平较国外差。管内机器人研究是机电一体化的高科技研究项目。在石油、化工、核工业、给排水等许多管道工程中，都需要进行管内检测、喷涂及加工等工作，管内机器人在完成这些工作中会发挥重要作用，因此，开发研究管内机器人意义很大[1]。

本次题目的内容就是设计一种可在油管内壁爬行，并且搭载工作体的部分可协助工作体完成相应作业的机器人。采用机械结构和电气控制来

本科毕业设计（论文）通过答辩

油管内壁爬行机器人的设计

１

本科毕业设计（论文）通过答辩

前言

随着现代科学技术的发展，管道运输作为一种高效、安全、可靠的手段应用日益广泛，城市中的地下排水系统、取暖系统、煤气系统、自来水系统等都应用了各种管道；另外，在现代工农业、石油、化学、核工业等领域也大量使用了管道。经过长期使用，它们会出现裂纹、腐蚀、堵塞等故障。有的管道中输送的是剧毒或放射性介质，若这些管道产生裂纹、漏孔会造成介质泄漏，引起事故甚至发生灾难。为了防患于未然，必须对这些管道进行定期检测和维修。但是它们有的埋在地下，甚至埋在海底，有的口径很小，人无法进入。挖出管道进行检测、维修既不经济又不现实，由此可见，管道机器人有着广阔的市场。

我国早在1987年就开展了管内机器人的研究，并试制了几种模型，但总体水平较国外差。管内机器人研究是机电一体化的高科技研究项目。在石油、化工、核工业、给排水等许多管道工程中，都需要进行管内检测、喷涂及加工等工作，管内机器人在完成这些工作中会发挥重要作用，因此，开发研究管内机器人意义很大[1]。

本次题目的内容就是设计一种可在油管内壁爬行，并且搭载工作体的部分可协助工作体完成相应作业的机器人。采用机械结构和电气控制来

广州优尼冲压有限公司

FANUC机器人相关教育

（二）

R-J3IB控制器装置

讲师：冯广生

2011-7-26

培训内容：

一、 控制箱的构成和功能； 二、 故障的追踪

三、 报警发生画面的使用； 四、 通过故障代码排除故障；

五、 通过保险丝的熔断追踪排除故障； 六、 通过LED的状态追踪排除故障；

1.1

控制装置的外观

外观和构成部件，因受控的机器人、各类选件的指定、应用而存在一定的差异。

图2.1(a)、(b)中示出R-J3iB的外观。

图2.1(c)、(d)、（e）中示出R-J3iB的内部部件的安装图。

操作箱 示教操作盘

R-J3iB控制装置

图2.1(a) R-J3iB（A-机箱）的外观

操作面板

示教操作盘

R-J3iB控制装置

图2.1(b) R-J3iB（B-机箱）的外观

FANUC Handy File 示教操作盘 风扇单元 再生电阻 伺服放大器 主板 电源单元 紧急停止 单元 变压器 RCC I/F单元 （限于S-900iB） 热交换器 风扇单元

图2.1(c) R-J3iB（A-机箱）的内部安装图

图2.1(d) R-J3iB（B-机箱）的内部

《工业机器人》课程教学大纲

课程编号：0803701002

课程名称：工业机器人 英文名称：Industrial Robot 课程类型：专业任选课

总 学 时：32 讲课学时：24 实验学时：8 学 分：2

适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业、四年制机械电子工程专业。 先修课程：高等数学、线性代数、工程制图、机械工程材料、理论力学、材料力学、机

械原理、机械设计、电子技术、电工技术、机械制造基础、互换性与技术测量、液压与气压传动、机电传动控制、单片机原理及应用、自动控制原理等。

一、课程性质、目的和任务

工业机器人课程是机械设计制造及其自动化专业各专业方向的一门主要专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解。培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。

二、教学基本要求

本课

本科毕业设计（论文）

清洁机器人系统设计

学 院 信息工程学院 专 业 测控技术与仪器

（光机电一体化方向）

年级班别 2011级（1）班 学 号 学生姓名 指导教师

2015 年 5 月

摘 要

清洁机器人结合了传感器、移动机器人技术等多个领域的关键技术，实现对室内环境的半自动或全自动清洁，替代了传统的人工清洁工作，具有十分广阔的市场前景。

本文首先综述了清洁机器人的国内外研究现状，在综合比较了国内外多种典型产品的基础上，提出适合中低端用户使用的清洁机器人整体设计方案。

清洁机器人系统由清洁机器人和充电站组成。清洁机器人是实现智能清扫的主体部分，本文介绍了清洁机器人的组成部分，并完成了硬件电路的实现。考虑到存储、接口资源及可靠性能等，主控器选择了STC89C52单片机，所构成的单片机应用系统功能强、性价比高，完全满足控制功能的要求。然后，详细设计了红外传感器，碰撞检测，电源模块、充电模块、键盘、液晶

摘 要 摘 要

煤矿救援机器人是一种能够在煤矿井下灾害环境遥控或自主导航工作的机器人，能代替煤矿的搜救队员深入井下，抢救矿难后被困矿工，并以这种方式减少甚至避免救护队员的伤亡。同时在煤矿爆炸事故后的探测救援过程中，救护人员在井下高温环境下负重作业，其体力以及氧气消耗都很大。救援机器人主要作用是代替救护人员搬运、转移伤员和遇难者至安全区域，而且救援机器人需要携带必要的救护设备和仪器，因此救援机器人应该具有足够大的尺寸和动力以及良好的续航能力。

首先，本文在满足上述要求的基础上，设计了煤矿救援机器人行走机构的机械部分。在综合比较后选择轮式的行走机构。同时考虑到救援机器人的特殊工作环境，通过链传动实现了各轮的同步移动，克服了轮式移动机构跨沟能力差及易打滑等缺点。参照 PACKBOT 机器人增加摆臂，机器人伸出摆臂有利于越障。

其次，详细设计了煤矿救灾机器人控制系统的硬件电路，包括数据采集单元电路、运动控制单元电路、编码器解析单元电路等。

关键字：轮式；同步移动；摆臂；数据采集；运动控制

I

摘 要 ABSTRACT

Coal mine rescue robot is one kind of robots used i